Rez je skutečností na Zemi i na alespoň jedné další planetě sluneční soustavy: Marsu. Červenavý nádech této planety je do značné míry způsoben přítomností oxidu železa nebo rzi na jejím povrchu. Rez je výsledkem kombinace železa s kyslíkem v procesu zvaném oxidace a přítomnost rzi na Marsu naznačuje, že mohlo dojít k více molekulárního kyslíku na planetě v minulosti, ačkoli oxid uhličitý, který je hlavní složkou současné atmosféry Marsu, může také dodávat kyslík. Kromě plynného kyslíku potřebuje tvorba rzi vodu, protože jde o dvoustupňový proces. To naznačuje, že na Marsu mohla být voda již dávno.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Tvorba rzi vyžaduje železo, vodu a kyslík. I když je to složitý proces, chemická rovnice je jednoduše 4Fe + 3O2 + 6 hodin2O → 4Fe (OH)3.
První krok: Oxidace pevného železa
Je všeobecně známo, že ke korozi dochází, když necháte vodu na kovovém nástroji nebo ji necháte vystavenou vlhkému vzduchu. Je to proto, že první krok v procesu rezivění zahrnuje rozpuštění pevného železa na roztok. Vzorec pro toto je:
Fe (s) → Fe2+(aq) + 2e-
Elektrony produkované touto reakcí se spojují s vodíkovými ionty ve vodě a také s rozpuštěným kyslíkem za vzniku vody:
4e- + 4H+(aq) + O.2(aq) → 2H2O (l)
Tyto dvě reakce produkují ionty vody a železa (II), ale ne rez. Aby se vytvořil, musí dojít k další reakci.
Druhý krok: Tvorba hydratovaného oxidu železa (rez)
Spotřeba vodíkových iontů, ke které dochází při rozpouštění železa, zanechává převahu hydroxidu (OH-) ionty ve vodě. Ionty železa (II) s nimi reagují za vzniku zelené rzi:
Fe2+(aq) + 2OH-(aq) → Fe (OH)2(s)
To není konec příběhu. Ionty železa (II) také kombinují s vodíkem a kyslíkem ve vodě za vzniku iontů železa (III):
4 Fe2+(aq) + 4H+(aq) + O.2(aq) → 4Fe3+(aq) + 2H2O (l)
Tyto ionty železa jsou zodpovědné za tvorbu načervenalého nánosu, který postupně žere díry v karoseriích automobilů a kovových střechách po celém světě. Spojují se s extra hydroxidovými ionty za vzniku hydroxidu železitého:
Fe3+(aq) + 3OH-(aq) → Fe (OH)3
Tato sloučenina se dehydratuje Fe2Ó3.H2Ó, což je chemický vzorec pro rez.
Psaní vyvážené rovnice
Pokud máte zájem napsat vyváženou rovnici pro celý proces, potřebujete znát pouze počáteční reaktanty a produkty reakce. Reaktanty jsou železo (Fe), kyslík (O2) a voda (H2O) a produktem je hydroxid železitý Fe (OH)3, takže Fe + O2 + H2O → Fe (OH)3. Ve vyvážené rovnici musí být na obou stranách rovnice stejný počet atomů kyslíku, vodíku a železa. Vyvažte počet atomů vodíku vynásobením počtu molekul vody 6 a počtu molekul hydroxidu 4. Poté musíte vynásobit počet O2 molekuly o 3 a počet iontů Fe o 4. Výsledek je:
4Fe + 3O2 + 6 hodin2O → 4Fe (OH)3